Onderzoekers hebben in de ondergrondse oceaan van Enceladus fosfor ontdekt; één van de zes elementen die cruciaal zijn voor leven.
De zoektocht naar buitenaards leven in ons zonnestelsel heeft zojuist een grote sprong voorwaarts gemaakt. Een team van onderzoekers heeft namelijk sterk bewijs gevonden dat de ondergrondse oceaan die Saturnus’ maan Enceladus rijk is, nóg een belangrijke bouwsteen voor leven herbergt. Onderzoekers hebben nu ook fosfor gevonden: een essentieel ingrediënt voor leven zoals wij dat kennen.
Saaie sneeuwbal
Toen Enceladus in 1980 voor het eerst werd bezocht door NASA’s Voyager 1-ruimtevaartuig, zag het maantje eruit als een kleine, saaie ‘sneeuwbal’. Maar schijn bedriegt. Onderzoekers waren stomverbaasd toen ze decennia later dankzij ruimtesonde Cassini ontdekten dat er onder de dikke ijslaag een enorme, warme oceaan schuilgaat. Bovendien spuit Enceladus regelmatig flinke waterpluimen de ruimte in. Hierbij wordt vloeibaar water afkomstig van de oceaan onder de ijskorst van de maan omhoog gespoten. Onderzoekers namen al eerder deze pluimen onder de loep om hun samenstelling te achterhalen. En daaruit blijkt dat de ondergrondse oceaan van Enceladus rijk is aan opgeloste carbonaten en een grote verscheidenheid aan reactieve en zelfs complexe organische verbindingen bevat.
Fosfaten
Tijdens deze eerdere analyses werden voorzichtige aanwijzingen gevonden dat fosfor op Enceladus voorhanden zou kunnen zijn. Toch was niet iedereen overstag. “Eerdere geochemische modellen waren verdeeld over de vraag of de oceaan van Enceladus überhaupt significante hoeveelheden fosfaten bevat,” vertelt onderzoeksleider Frank Postberg.
Cassini
Om de onderste steen boven te krijgen, heeft Postberg nu samen met zijn collega’s in een nieuwe studie de verzamelde gegevens van Cassini doorgespit. Het team was met name geïnteresseerd in data van de Cosmic Dust Analyzer, een instrument aan boord van NASA’s Cassini-ruimtevaartuig, dat stofdeeltjes analyseerde. Vervolgens bestudeerden ze ijsdeeltjes afkomstig uit de waterpluimen, die met grof geweld uit de met ijs bedekte oceaan komen zetten. Het leidt tot een fascinerende ontdekking. Want uit de bevindingen blijkt dat de ijsdeeltjes hoge concentraties in water oplosbare natriumfosfaten (zoals Na2HPO4) herbergen. “Deze Cassini-metingen laten er geen twijfel over bestaan,” zegt Postberg. “Er zitten substantiële hoeveelheden fosfor in het oceaanwater van Enceladus.”
Het leven op aarde is gebaseerd op zes belangrijke elementen: koolstof, waterstof, zuurstof, stikstof, zwavel en fosfor. Het menselijk lichaam is voor meer dan 97%(!) uit deze elementen opgebouwd en elk element speelt een belangrijke rol. Zo is zuurstof belangrijk voor onze longen, terwijl fosfor onder meer belangrijk is voor de opbouw van onze botten. Kortom, fosfor is van vitaal belang voor al het leven op aarde. Het is essentieel voor het creëren van DNA en RNA, maar ook celmembranen. Zonder fosfaten zou het leven zoals wij dat kennen eenvoudigweg niet bestaan.
Het lijkt er inderdaad op dat de ondergrondse oceaan van Enceladus opmerkelijk veel fosfor bevat. Zo ontdekten de onderzoekers dat de concentraties minstens 100 tot 1000 keer hoger liggen dan in de oceaan van de aarde.
Laboratoriumexperimenten
Om te onderzoeken hoe Enceladus zulke hoge concentraties kan herbergen, voerden de onderzoekers laboratoriumexperimenten uit. “We denken dat deze hoge concentraties het gevolg zijn van een verbeterde oplosbaarheid van fosfaatmineralen,” merkt Postberg op. “Dergelijke specifieke omstandigheden bestaan overigens niet alleen op Enceladus, maar zijn waarschijnlijk gangbaar in het hele buitenste zonnestelsel. Dit is geweldig nieuws voor een aantal andere oceaanwerelden die zich buiten Jupiter ophouden.”
Leven op Enceladus?
De vondst van fosfor is een enorme mijlpaal. Het wijst er namelijk op dat Enceladus zomaar eens leven zou kunnen herbergen. Al eerder trof Cassini namelijk ook al koolstof, waterstof, zuurstof en stikstof op Saturnus’ maan aan. En daar kunnen we nu dus fosfor aan toevoegen. “We hebben nu voldaan aan wat algemeen wordt beschouwd als één van de strengste vereisten om vast te stellen of hemellichamen bewoonbaar zijn,” zegt onderzoeker Fabian Klenner. “De volgende stap is duidelijk,” voegt onderzoeker Nozair Khawaja toe. “We moeten terug naar Enceladus om te zien of de bewoonbare oceaan daadwerkelijk bewoond is.”
Ondanks dat het leeuwendeel van de voor leven benodigde ingrediënten op Enceladus aanwezig zijn, is hiermee nog niet onomstotelijk vastgesteld dat het maantje ook daadwerkelijk bewoond is. De ruimtesonde Cassini – een missie die in 2017 beëindigd werd – kon veel zien en meten, maar was helaas niet gebouwd om leven te ontdekken. Om meer duidelijkheid te krijgen over wat zich onder de dikke ijskap van Enceladus afspeelt, zullen daarom nieuwe missies naar de maan ondernomen moeten worden. Daar zijn op dit moment overigens nog geen concrete plannen voor. Maar de ontdekking van fosfor zou daar nu zomaar eens verandering in kunnen brengen.
Overigens is Enceladus niet de enige ijzige wereld waar astrobiologen bijzonder in geïnteresseerd zijn. Ook Jupiters maan Europa – die eveneens over een ondergrondse oceaan beschikt – wordt gezien als een zeer goede kandidaat voor buitenaards leven. En die maan mag zich – op aanzienlijk kortere termijn – op visite verheugen: NASA stuurt er in 2024 de Europa Clipper op af. De ruimtesonde zou in april 2030 bij Europa moeten arriveren en onder meer uit moeten zoeken in hoeverre de maan werkelijk leefbaar is. De Europese ruimtevaartorganisatie heeft bovendien onlangs JUICE (de JUpiter ICy moons Explorer) gelanceerd. Deze sonde gaat naast Jupiter ook de drie grootste manen van de gasreus (Europa, Callisto en Ganymedes) onderzoeken. Het is de bedoeling dat deze sonde onder meer – door het bemonsteren van waterpluimen die ook aan het oppervlak van Europa ontsnappen – meer inzicht gaat geven in de samenstelling van Europa’s ondergrondse oceaan en daarmee dus ook de leefbaarheid ervan.